香石竹切花乙烯信号相关新基因家族RTE的功能研究

乙烯是许多重要商品切花的致衰因子。RTE是新近发现的乙烯信号转导相关的小基因家族。RTE通过乙烯受体对乙烯信号转导起负调控作用，据此推测RTE可调节乙烯敏感型切花的衰老。但切花植物RTE在切花乙烯信号路径中的作用模式还不清楚。香石竹是研究乙烯致衰机理的模式切花植物。本申请拟分离香石竹RTE基因家族成员DcRTE1和DcRTE2的全长cDNA，分析其对切花乙烯信号的调节功能及其与乙烯受体的作用模式：①测定自然瓶插和外源乙烯处理后切花DcRTE1和DcRTE2基因的转录量，明确其在切花中的时空转录差异以及乙烯对RTE族基因表达的调控；②利用转基因技术改变RTE基因家族在花器官中的表达量，在转录水平上分析其对乙烯受体基因家族各成员表达量和切花瓶插寿命的影响；③酵母双杂交技术研究RTE家族与乙烯受体家族各成员在蛋白质水平上互作关系。这将对切花衰老调控以及进一步明确乙烯信号转导机制具有重要意义。

香石竹（Dianthus caryophyllus）是世界四大切花之一，是典型的乙烯敏感型花卉。同时也是研究花卉乙烯致衰的模式材料，RTE是乙烯信号转导的重要组分。在本项目中，我们利用RT-PCR和RACE-PCR技术首次分离了香石竹DCRTE1和DCRTH1 cDNA的全长（accession no. HQ668153 和HQ668154），DCRTE1包括2个推测的跨膜区域，而DCRTH1包括5个推测的跨膜区域。Northern杂交分析表明在花瓣中DCRTE1表达先减少后增加，而在子房中持续保持增加至衰老。DCRTH1在花瓣和子房中都保持增加。外源乙烯促进了DCRTH1和DCRTH1基因的表达。STS处理则减少了DCRTH1和DCRTH1基因的表达。伤害处理也促进了二者的表达。转基因初步结果表明：DCRTE1基因沉默的香石竹瓶插寿命显著减少，而DCRTH1基因沉默并未显著影响香石竹瓶插寿命。本项目表明：DCRTE1是乙烯信号转导的一个重要组分，是调控切花衰老的重要基因，通过调节DCRTE1基因表达，可以有效调节乙烯信号转导路径，从而有效地调节切花瓶插寿命。本项目还分离了月季RTE基因家族成员RhRTH1基因，并将其表达结构等与香石竹的2个RTE基因家族成员进行了比较分析。另外本项目还分离了香石竹DCEBF1和DCEIN2 cDNA全长和多个矮牵牛乙烯应答因子基因（ERF）cDNA全长，并对其结构特点、分子演化、亚细胞定位以及时空表达进行了分析。